Zašto procesori sve više koriste silikonsku mast umjesto lemljenja za odvođenje topline?

Intel sve više koristi silikonsku mast za odvođenje toplote nakon IvyBridgea, a čak ni skupa X serija nije imuna. Iako je za entuzijaste overkloka zgodno otvoriti poklopac, obični potrošači sumnjaju. Kako bi uštedjeli nekoliko dolara, vrhunska serija od hiljada dolara žrtvuje rasipanje topline. Da li je ovo stvarno prikladno? Koji su razlozi sve veće popularnosti silikonske masti?

Prije svega, učinak toplinske difuzije silikonske masti je zaista inferioran u odnosu na lem, što je nesumnjivo. Ali CPU silikonska mast nije jeftina obična silikonska mast, niti je pasta za zube kojoj se mnogi ljudi rugaju. Upotreba silikonske masti zaista je za uštedu troškova. Kada fokus nije na samom materijalu za rasipanje topline, postoje dublji razlozi. Da bismo jasnije razumjeli principe koji stoje iza toga, hajde da's razumijemo neka osnovna znanja o CPU-u.

Matrica je fiksirana na podlogu grupom crnog punila Underfill, a zatim premazana silikonskom mašću i zatim na hladnjaku. Kako Die generiše sve više i više toplote, a mnogi ljudi zgnječe Die kako bi hladnjak bolje pristajao Die-u, Intel je počeo da dodaje zaštitne poklopce i Die kako bi formirao radnu površinu koju sada vidimo. Osnovni izgled CPU mašine:

IHS: Integrisani raspršivač toplote. To je ono što vidimo sa srebrnim poklopcem. Neki ljudi misle da je napravljen od aluminijuma, ali zapravo je njegov glavni materijal bakar, jer bakar ima visoku toplotnu provodljivost. Srebrna je jer je presvučena slojem nikla. Upotreba nikla kao površine može biti kompatibilnija sa silikonskom mašću iznad:

Materijal termičkog interfejsa na bakrenom poklopcu naziva se TIM1 (Thermal Interface Material), a toplotna provodljivost ispod bakrenog poklopca nekada se zvala TIM2. Bakarni poklopac može dovesti toplinu matrice na veću površinu i dovesti toplinu do većeg hladnjaka (Heat Sink) preko TIM1 kako bi se olakšalo rasipanje topline.

Ono što je'gore je to što će mjehurići koji su ostali u lemljenju koji su nevidljivi golim okom uvelike pogoršati ovu deformaciju. Uz korištenje CPU-a, pukotine koje se mogu pojaviti u lemu će također pogoršati ovaj efekat. Baš kao što će kolosijek ostaviti dilatacijske spojeve, silikonska mast TIM2 veza može ostaviti međuprostor za matricu i bakarni poklopac s različitim omjerima ekspanzije, čime se eliminira ova opasnost. Veća matrica može bolje širiti toplinu na podlogu i IHS, a deformacija po jedinici površine je također mala. Mala kocka će pogoršati ovaj fenomen i učiniti ga sklonijim problemima.

Spajanje lemljenja je veoma teško, a veliki je problem kako zalemiti silikonski materijal na bakarni poklopac. Materijal se mora mnogo puta obraditi kako bi se osiguralo efikasno prianjanje:

Uprkos tome, lem će imati negativan uticaj na prinos i troškove proizvodnje. Zajedno sa povećanom težinom procesa lemljenja uzrokovanom povećanjem gustine toplote, proizvođači čipova ne čekaju da pronađu alternative. Dakle, vidimo da od IvyBridge-a, matrica postaje vrlo mala, silikonska mast TIM2 je na stolu i koristi se sve više i više. Upotreba silikonske masti za izradu TIM2 nema efekta na obične korisnike. Svi CPU-i rade vrlo dobro unutar TDP-a, što je zagarantovano pakovanjem i testiranjem. Istovremeno, smanjuje troškove i rizike, pa zašto to ne učiniti?

Za overklokere, silikonska mast TIM2 olakšava otvaranje poklopca. Možete sami isprobati različite TIM2 materijale, u kombinaciji sa jakim sistemom odvođenja topline, koji može izazvati veće frekvencije, što je također dobra stvar. Međutim, obične korisnike treba podsjetiti da nakon otvaranja poklopca nema garancije, a visoka temperatura utiče na vijek trajanja, pa bi trebali biti oprezni.